NASA-Wissenschaftler fliegen ein WWII-Flugzeug über die Arktis, um herauszufinden, wie schnell das Eis tatsächlich schmilzt

In diesem Monat testen Ingenieure des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien einen Raumfahrzeugsensor, der helfen soll zu messen, wie schnell das arktische Meereis verschwindet. Und obwohl dieses Instrument erst in einem Jahr starten wird, haben Wissenschaftler bereits während einer kürzlichen Feldkampagne in der kanadischen Wildnis mit den Vorbereitungen für seinen Einsatz begonnen.

Forscher verbrachten zwei Wochen im April damit, über dem Arktischen Ozean zu fliegen und oft den Sonnenaufgang aus einer Höhe von 1.500 Fuß (457 Metern) in einem Flugzeug aus dem Zweiten Weltkrieg zu beobachten. Eine Vielzahl modernster Sensoren zur Messung der Dicke von Meereis und Schnee befand sich an Bord des Flugzeugs, darunter ein Ersatz für das Mikrowellenradiometer, das derzeit am JPL getestet wird. Die Messung der Meereisdicke ist knifflig und erfordert eine Reihe präziser Zahlen, darunter, wie hoch das Meereis über dem Wasser liegt, die Tiefe des Schnees auf diesem Eis und die Mikrowellenemissionen von der Oberfläche.

Die Flüge wurden auf den Vorbeiflug von Satelliten abgestimmt, sodass koordinierte Beobachtungen derselben Merkmale durchgeführt werden konnten. Die Kombination von Luft- und Satellitendaten wird die Fähigkeit der Wissenschaftler verbessern, Meereis zu messen und zu verstehen, wie sich die Klimabedingungen in der Arktis entwickeln.

In den letzten Jahrzehnten haben sich Ausdehnung und Dicke des arktischen Meereises verändert. Die Verbesserung der Messungen dieser Veränderungen hilft Wissenschaftlern, das arktische System besser zu verstehen, während sie die Navigation, Wetter- und Meeresforschung sowie zukünftige Satellitenbeobachtungen unterstützen. Mit zunehmender arktischer Schifffahrt wird die Region auch strategisch und wirtschaftlich bedeutender.

Laut Sahra Kacimi vom JPL, die als wissenschaftliche Leiterin der Feldkampagne fungierte, könnte die anhaltende Erwärmung in der Arktis möglicherweise die öffentliche Sicherheit und wirtschaftliche Interessen beeinträchtigen.

Kacimi hat Jahre damit verbracht, Meereis mit Satellitendaten zu untersuchen, aber die Vogelperspektive aus dem Weltraum ist anders als der Blick aus dem Fenster eines Flugzeugs.

Die verwirrende Vielfalt des Meereises schafft jenseitige Landschaften. Das Eis kann am Land haften oder im Ozean treiben; es kann rau oder glatt sein. Angetrieben von Winden und Meeresströmungen verschiebt, bricht und verformt sich das Eis ständig. Risse können sich zu langen Streifen offenen Ozeans öffnen, und Kollisionen zwischen Eisschollen können Eisschutt zu massiven Kämmen auftürmen, die sich über Meilen erstrecken.

Manches Meereis hält nur eine Saison, während dickeres Eis mehrere Jahre überdauern kann (obwohl mehrjähriges Meereis in vielen Teilen der Arktis seltener wird). Ganze Ökosysteme sind von diesen Veränderungen betroffen, bis hin zu den Polarfüchsen und -hasen, die die Wissenschaftler während der gesamten Reise sahen.

Die Verbesserung der Schätzungen der Meereisdicke hilft Wissenschaftlern, besser zu verstehen, wie sich die Region verändert, und unterstützt langfristige Beobachtungen der arktischen Umwelt. Das NASA-Team verbrachte etwa 50 Stunden in der Luft während der zweiwöchigen Kampagne und führte Flüge über treibendes Eis in der Nähe der Stadt Inuvik durch, bevor es Eis untersuchte, das an der Küste eines anderen Ortes, eines Weilers namens Cambridge Bay, festgemacht war.

Für den Inuvik-Teil der Kampagne koordinierte sich das Team mit der SWOT-Mission (Surface Water and Ocean Topography), einem Satelliten, der gemeinsam von der NASA und der französischen Raumfahrtagentur CNES (Centre National d’Études Spatiales) entwickelt wurde, wobei JPL die US-Komponente der Mission leitet. Obwohl SWOT entwickelt wurde, um die Höhe des globalen Meeres- und Süßwassers zu kartieren, kann es auch die Menge des Meereises über der Wasserlinie messen.

In Cambridge Bay schloss sich das NASA-Team Forschern der ESA (Europäische Weltraumorganisation), des deutschen Alfred-Wegener-Instituts und der kanadischen University of Calgary an. Während dieses Teils der Kampagne flogen koordinierte Flüge über ein Feldlager und unter den Spuren von Satellitenmissionen wie dem Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) der NASA und CryoSat-2 der ESA.

Um die Schätzungen der Meereisdicke zu verbessern, entwickelt die ESA in Zusammenarbeit mit der NASA eine neue Polarmission namens Copernicus Polar Ice and Snow Topography Altimeter (CRISTAL). Während der April-Luftkampagne